科研進(jìn)展
高寒凍土流域水文變化特征及影響機(jī)理研究獲新進(jìn)展
全球氣候變化的空間差異導(dǎo)致高寒凍土流域水文過(guò)程及區(qū)域特征發(fā)生深刻改變。目前對(duì)不同緯度凍土區(qū)水文變化特征的異質(zhì)性、以及流域尺度上的徑流變化調(diào)蓄機(jī)制，尚缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。厘清上述問(wèn)題，對(duì)于認(rèn)識(shí)氣候變化背景下寒區(qū)水資源演變規(guī)律及水源涵養(yǎng)功能具有重要意義。
中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室冰凍圈水文團(tuán)隊(duì)，基于北半球高寒凍土流域的大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合氣候變化的時(shí)空差異，系統(tǒng)揭示了氣候變化背景下凍土流域徑流變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，量化分析了河冰、融雪、熱融湖塘等多重因素的影響。
研究結(jié)果顯示，歐亞凍土河流過(guò)去七十年（1951-2020年）冬季普遍在“漲水”，冬季基流明顯增加，每10年約漲5%—8%。河冰“縮水”、水下通道更加通暢是主因。降水、蒸散發(fā)和凍土儲(chǔ)水變化等共同主導(dǎo)了歐亞凍土徑流變化的空間異質(zhì)特征。此外，融雪變化也在春季徑流過(guò)程中發(fā)揮重要作用，改變了徑流的季節(jié)分配。
進(jìn)一步研究表明，在青藏高原地區(qū),熱融湖塘通過(guò)調(diào)節(jié)降雨后水分的遷移時(shí)間和路徑，顯著增強(qiáng)了事件尺度上地表水與地下水之間的連通性。量化結(jié)果顯示，湖塘發(fā)育流域的土壤水和地下水響應(yīng)更為強(qiáng)烈，湖泊與河流之間的水力聯(lián)系存在約2.7–4.6 mm的降雨閾值。該閾值揭示了熱融湖塘通過(guò)重組水分遷移路徑和時(shí)序，有效改變了凍土流域的儲(chǔ)泄功能。
上述研究揭示，高寒凍土流域水文過(guò)程的變化，是氣候影響、河冰消減、融雪變化、活動(dòng)層水文連通性增強(qiáng)、熱融湖塘儲(chǔ)泄調(diào)節(jié)等多重機(jī)制作用的結(jié)果，共同重塑了徑流的季節(jié)分配與水分遷移路徑。研究成果可為氣候變暖背景下高寒區(qū)水資源變化評(píng)估、凍土水文模型改進(jìn)及水源涵養(yǎng)功能認(rèn)知提供科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)成果分別以Latitudinal gradients in runoff dynamics across undisturbed Eurasian permafrost rivers under accelerating climate change和Storage–supply regulation and rainfall responses driven by thermokarst lakes in permafrost-degrading catchments為題，發(fā)表于Advances in Climate Change Research和Journal of Hydrology期刊。西北研究院秦甲副研究員和碩士研究生崔峻豪分別為論文第一作者，秦甲副研究員為論文通訊作者。以上研究成果得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金和西藏自治區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目等資助。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.accre.2026.01.002
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2026.135593
1951—2020年間歐亞大陸高緯度（>60°N）、中緯度（40°–60°N）及低緯度（30°–40°N）多年凍土區(qū)主要河流的極端月流量與平均月流量（LD、HD、MD）
不同降水量下河流水位與熱融湖塘、地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的滯后響應(yīng)特征
